加熱爐分類結構技術特性電熱體材料操作及調控熱電偶定義：將電流通過金屬或非金屬電熱元件，使其發出熱量，借助輻射或對流作用加熱元件的熱處理爐。分類：高溫爐（﹥1000℃）（1）按工作溫度中溫爐（1000-650℃）低溫爐（﹤650℃）（2）按爐膛介質空氣介質爐

控制氣氛爐

液體介質爐（浴爐）（3）按爐膛形狀：箱式、井式、罩式、直通式（4）按專業程度：通用和專用（5）按用途：退火、正火、淬火、回火、滲碳等（6）按作業規程：周期、連續、半連續箱式爐井式爐臺車式電阻爐電阻爐的基本結構電熱元件爐體爐襯爐門、爐底、爐頂、爐墻形成加熱空間，起放置工件和保持加熱溫度場的作用。爐子的發熱體，使電能轉化為熱能，加熱工件。機械傳動系統，爐子操作參數測量及控制系統，可控氣氛供應和控制系統或真空系統等等。輔助裝置主要的技術特性⑴電爐有效功率

電爐消耗電能=有效功率+損失功率電阻爐消耗電能轉換來的熱能，一部分用于對爐內工件的加熱形成了電爐有效功率；另一部分則形成了電爐損失功率。⑵加熱能力

指電爐的有效功率，從理論計算上在一個小時內能把指定的材料加熱到額定溫度的最大重量數，以kg／h計算。⑶升溫速度

升溫速度快，升溫時間短，生產率高，單位制品的電耗量降低。爐襯材料影響電爐的升溫速度。一、對電熱體材料的要求（1）良好的高溫力學性能和化學穩定性。（2）高的電阻率。（3）較小的電阻溫度系數。（4）低的熱脹系數。（5）良好的機械加工性能。電熱體材料及其性能二、電熱體材料性能（一）金屬材料（1）鎳鉻合金

鎳鉻合金分二元合金和三元合金兩種，二元合金基本是鎳和鉻，含鐵量只有0.5~3%三元合金是鎳鉻鐵合金。經常使用的鎳鉻合金有Cr15Ni60、0Cr23Ni13等。（2）鐵鉻鋁合金鐵鉻鋁合金的熔點比鎳鉻合金高，在空氣中加熱后表面形成一層Al2O3保護膜，其熔點比合金基體高。此種合金電阻率大，電阻溫度系數小，價格低廉，但質脆，加工性能較差，彎曲時需要預熱；高溫時強度低，元件易于變形倒塌；加熱后合金晶粒脹大，脆性增加，經不起沖擊和彎曲；維修時比較困難。（3）鉬（Mo）（熔點：2630℃）

a.高溫狀態下：強度高，但脆性大，所以加工性能差，常用直徑2mm，常制成絲狀、帶狀或棒狀b.在高溫下，與任何耐火材料都能反應，所以耐火材料必須選擇純度較高的。鉬的再結晶溫度1007℃，超過此溫度，強度會變低，脆性增加；

c.常用溫度：1600℃；在1800℃時，鉬會強烈揮發，晶粒粗大，脆性增加d.蒸汽壓較大，在空氣中不能用，在滲碳氣氛中，會使鉬變脆（4）鎢（W）（熔點：3410℃）

a.最高使用溫度：2500℃

b.常用溫度：2200—2400℃

c.在保護氣氛中號稱可用到：3000℃

d.在2400℃，真空狀態中會強烈揮發

e.在氬氣中可用到2600℃

f.鎢絲加工性能差，加工時溫度要小于600℃（5）鉭（熔點：2900℃）

a.一般用在真空和保護氣氛中（氮氣中不能用）；

b.最高使用溫度：2200℃；

c.常用溫度：2000—2100℃；

d.不能在氮氣和氫氣中使用；

e.在空氣中400℃開始氧化，600℃強烈氧化；

f.加工性能好，用真空電子束焊接。(1)硅碳棒（SiC-94.4%，SiO2-3.6%，其余Al、Fe、CaO）

空氣中使用溫度：600℃～1500℃

A．物理性能

硬度高，脆性大，耐急冷急熱。高溫變形小B．化學性能

具有良好的化學穩定性，酸對其無作用，但堿和堿土金屬氧化物在一定溫度條件下對其有侵蝕作用。高溫下，水蒸氣、氫氣、鹵素、硫等對其也有氧化和侵蝕作用。氣氛影響其使用性能（二）非金屬材料氣氛影響：

A．有水蒸氣會有影響

B．在氫氣中使用，溫度應小于1200℃

C．在氨氣中使用，500—600℃時，NH3中分解出的元素會與之反應；當1350℃時會產生SiN，影響壽命

D．在氮氣，氫氣混合氣中使用時，溫度應小于1250℃

F．在硫磺蒸汽中，當1200℃時會產生SO2,SO3會腐蝕SiC，故應小于1200℃

G．在CO中，會產生游離碳，與碳化硅反應，使電流增大，燒壞變壓器硅碳棒（SiC）的性能1.該元件質地硬而脆,膨脹系數小、能耐急冷急熱,不易變形,有良好的化學穩定性,抗酸能力極強,與強酸不反應,抗堿能力較差,在高溫下能腐蝕分解棒體。氯氣能使元件分解，氫氮氣有不同程度的侵蝕作用。如果在空氣和水蒸氣中長期使用，元件會緩慢老化，二氧化硅含量增多,電阻值增長,發生如下反應:SiC+2O2=SiO2+CO2

SiC+4H2O=SiO2+4H2+CO2

致使元件中SiO2含量逐漸增多，電阻隨之緩慢增加，為之老化。如水蒸氣過多，會促進SiC氧化，由②式反應產生的H2與空氣中的O2結合H2O再反應產生惡性循環。降低元件壽命。氫氣能使元件機械強度降低。氮氣在1200℃以下能防止SiC氧化。氯氣1350℃以上與SiC發生反應，使SiC分解2.硅碳棒的電阻值，隨著元件溫度的變化而變化，因為元件是一種非線性型電阻體。從室溫至850±50℃電阻由大變小,850±50℃以上又由小變大。也就是說:元件的電阻溫度系數有負值階段也有正值階段。在棒的一端所標電阻是按部頒標準規定在1050±50℃時測定的,便于安裝時搭配。3.老化：在高溫下，空氣中的O2、CO2、H2O使其氧化，生成SiO2薄膜，使其電阻增大，當硅碳棒冷卻時，這層薄膜脫落而暴露出新的SiC表面，繼續加熱時，又繼續被氧化，這樣經過多次加熱，硅碳棒的電阻越來越大，以致最終不能使用(2)硅鉬棒（MoSi2）

1．物理性能

室溫時，強度高，脆性大，到1350℃時，開始軟化。耐熱沖擊性好2．化學性能

400～800℃時會產生低溫氧化。高溫下耐氧化，耐高溫（1200～1650℃）3.氣氛

適用于空氣、氮氣、惰性氣體中，但不適用于還原性氣氛中，1350℃時，應盡量避開含硫和氯氣氛。在弱氧化氣氛中，壽命最長。所配耐火材料為酸性或中性材料(三）碳系電熱元件（石墨管、石墨棒、石墨布）

1．一般使用于真空油淬爐（1400℃）、氣淬爐（1350℃）、碳管爐中

2．石墨（熔點：3600℃）常用1400—2500℃

3．耐高溫，加工性能好，價格低；使用壽命主要決定于其氧化、揮發的速度

4．在保護氣氛中（氫氣、氮氣、二氧化碳、氬氣），最高溫度可達3000℃

5．石墨的導電性能：隨著溫度升高而降低

6．耐溫度急變性好KSL系列箱式高溫爐操作及調控真空管式高溫爐1)保持參數M5：定義為輸出變化為5％時，控制對象基本穩定后測量值的差值。它主要決定調節算法中積分作用，和PID調節的積分時間類同。M5越小，系統積分效果越強。M5越大，積分效果越弱（積分時間增加）。設置M5=0時，系統取消積分作用及人工智能調節功能。調節部分成為一個比例微分（PD）調節器。2)速率參數P：類似PID調節器的比例帶，但變化相反。P值越大，比例﹑微分作用成正比增強，而P值越小，比例﹑微分作用相應減弱。P參數與積分作用無關。智能調節儀性能參數的說明3)滯后時間t：定義為假定沒有散熱，當其升溫速率達到最大值63.5％時所需的時間。t參數對控制的比例﹑積分﹑微分均起影響作用，t越小則比例﹑積分作用均成正比增強，而微分作用相應減弱，但整體反饋作用增強；反之，t越大則比例﹑積分作用相應減弱，而微分作用相應增強，其設置對控制效果影響很大。如果t≤1系統的微分作用被取消。4)控制方式CtrL：(請不要把該參數設置為別的數值，可能會導致該系統無法工作)CtrL=2啟動自整定參數功能，自整定結束后會自動設置為3。CtrL=3采用先進的AI智能調節算法，自整定結束后，儀表自動進入該設置，該設置下不允許從面板啟動自整定功能，以防止誤操作重復啟動自整定。5)最大輸出限流OPL：設置了分段限流功能時（200℃以下）的最大輸出。6)最大輸出限流OPH：沒有設置分段限流功能時的最大輸出。7)參數鎖禁LOC：高溫爐的內部功能參數鎖，一般無需客戶改動。（請不要把該參數設置為別的數值，可能會導致該系統無法工作真空管式高溫爐規格型號維護注意事項

1.爐體若采用硅鉬棒做加熱元件，依據硅鉬棒的物理特性，常溫下脆性很大，因此在加熱元件安裝好后不能隨意拆裝和搬動爐體。不宜在400-700℃溫度段長時間運行，否則硅鉬棒將發生低溫氧化，導致元件損壞2.爐體若采用硅碳棒做加熱元件時，長時間運行，阻值會逐漸增大，這種現象叫“老化”。爐子在運行一段時間后，由于硅碳棒的老化現象，會造成爐子的升溫速率及理想溫度達不到原來的數值。請適當調節OPH值，并觀察電流表主電流在合適的大小。個別元件由于某中原因損壞需更換時，要根據當時其它元件阻值的增長情況，選補阻值適宜的元件，不可隨意更換新元件。若元件損壞較多或阻值增長過大，無法達到所需爐溫時最好全部更換成新元件3.冷爐使用時，由于爐膛是冷的，須大量吸熱，所以低溫段升溫速率不易過快，各溫度段的升溫速率差別不易太大，設置升溫速率時應充分考慮所燒結材料的物理化學性質，以免出現噴料現象，污染爐管熱電偶直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表（二次儀表）轉換成被測介質的溫度。通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成測量精度高，響應快，范圍大(－200℃～1300℃，特殊情況下－270℃～2800℃)原理：塞貝克效應(Seebeckeffect），兩種不同成份的材質導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢。兩種不同成份的均質導體為熱電極，溫度較高的一端(熱端)為工作端，溫度較低的一端(冷端)為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。4.在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產生的熱電電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表，測得熱電動勢后，即可知道被測介質的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時，冷端的（環境）溫度變化，將嚴重影響測量的準確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償正常。與測量儀表連接用專用補償導線5.由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩定的控制室內，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響7.

標準熱電偶:國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，有與其配套的顯示儀表可供選用。指定S、B、E、K、R、J、T七種熱電偶分度號熱電極材料正極負極S鉑銠10純鉑R鉑銠13純鉑B鉑銠30鉑銠6K鎳鉻鎳硅T純銅銅鎳J鐵銅鎳N鎳鉻硅鎳硅E鎳鉻銅鎳8.電極材料要求：測溫范圍內，熱電性質穩定；電阻溫度系數小，導電率高，比熱小；測溫中產生熱電勢要大，并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數關系6.熱電偶冷端補償計算方法：從毫伏到溫度：測量冷端溫度，換算為對應毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加，換算出溫度從溫度到毫伏：測量出實際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值，相減后得出毫伏值，即得溫度雙鉑銠（鉑銠30-鉑銠6）熱電偶(B)1.該熱電偶在室溫下熱電動勢極小（25℃時為-2μV，50℃時為3μV），故在測量時一般不用補償導線，可以忽略參考端溫度變化的影響。它的長期使用溫度為1600℃，短期使用溫度為1800℃。鉑銠6合金的熔點為1820℃，限制其使用溫度上限。雙鉑銠熱電偶的電動勢率較小，因此，需配備靈敏度較高的顯示儀表。2.B型熱電偶適宜在氧化性或中性氣氛中使用，也可以在真空環境下短期使用，即使在還原性氣氛下使用，其壽命也是R、S型熱電偶的10～20倍。因R及S型熱電偶在高溫下，將發生鉑銠正極向負極擴散的現象，引起熱電偶劣化，為了防止上述現象的發生，在鉑中添加銠制成鉑銠合金，不僅可以改善耐熱性能，而且還可以提高合金對鉑的熱電動勢率。當銠含量在20%以下時，鉑銠合金對鉑的熱電動勢急增，但超過此值，隨銠含量的增加，變化不大，且顯著硬化，加工困難。故此類合金中銠含量不能超過40%（重量比）。3.鉑銠合金比純鉑的晶粒長度傾向小，而且，隨銠含量的增多而減少，并可使熱電性能更穩定，機械強度更高。因此，雙鉑銠熱電偶在1800℃的高溫測量中得到廣泛應用。單鉑銠（鉑銠10-鉑）熱電偶(S)該種熱電偶的特點是熱電性能穩定、抗氧化性強，宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用。長期使用溫度為1400℃，超過此溫度時，即使在空氣中，純鉑絲也將因再結晶致使晶粒粗大。故長期使用溫度限定在1400℃以下，短期使用溫度為1600℃。在所有的熱電偶中，它的準確度等級最高，通常用作標準或作為測量高溫的熱電偶，它的使用溫度范圍廣、均質性及互換性好。鎳